四足机器人接触轨迹优化与步态自动发现

在这项工作中，我们提出了一个用于通过接触进行全身运动规划的轨迹优化框架。我们展示了如何将所提方法应用于四足机器人，以自动发现不同的步态和动态运动。与大多数先前的方法不同，我们不预先指定接触切换、时序、接触点或步态模式，而是将其作为优化的直接结果。此外，我们对机器人的完整动力学进行优化，使优化器能够充分利用机器人的能力。为了说明可实现运动的范围，我们在此展示了八个不同的任务，若用现有方法求解，这些任务将需要截然不同的控制结构。使用我们的轨迹优化方法，我们仅用简单的高层代价函数即可求解每个任务，且无需对控制结构进行任何更改。此外，我们将该方法与机器人的控制和估计框架完全集成，使得优化可以在线运行。通过演示一个包含多次动态接触切换的粗糙操作任务，我们举例说明了优化轨迹和控制输入如何直接应用于硬件。